CS268297B1

CS268297B1 - Stationary equipment for firing mineral-forming minerals

Info

Publication number: CS268297B1
Application number: CS876123A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Csc Krucek
Original assignee: Krucek Zdenek
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS612387A1

Abstract

Pod stata řešení spočívá v tóra, le slinováni probíhá ve fluidní vrstvě, vytvořené jedním nebo několika vstřícnými proudy horkého stlačeného, částečně zaprášeného vzduchu z chladiče slínku v bezroštovém fluidním reaktoru, který představuje podstatnou část slinovacího agregátu a v kombinaci s předehřívačem, kalcinátorem a chladičem slínku tvoří stacionární zařízení pro výpal slínkotvorných minerálů.The essence of the solution lies in the fact that sintering takes place in a fluidized bed, created by one or several opposing streams of hot compressed, partially dusty air from the clinker cooler in a grate-free fluidized bed reactor, which represents a substantial part of the sintering unit and, in combination with a preheater, calciner and clinker cooler, forms a stationary device for the firing of clinker-forming minerals.

Description

Vynález se týká stacionárního zařízení pro výpal slínkotvorných minerálu, například ceaentářského slínku.The invention relates to a stationary device for firing clinker-forming minerals, for example cement clinker.

Známá řešení stacionárních agregátů na výpal slínkových minerálů, založená na principu výpalu ve fluidní vrství, jsou charakteristická tím, Že pro jejich vytvoření je nutno používat nezaprášený fluidní vzduch, přiváděný fluidním roštem do fluidní vrstvy pří zvýšením tlaku, což vede k tomu, že nemůže být použit přímo horký zaprášený vzduch z chladiče slínku, ale čistý tlakový vzduch je částeční předehřátý ve výměníku tepla, do kterého je horký vzduch přiváděn z chladiče slínku. Tím se podstatní snižuje tepelná účinnost systému a zvyšuje se složitost zařízení, což vede k nárazům investičních a provozních nákladů a snížení spolehlivosti zařízení. ·*Known solutions of stationary aggregates for firing clinker minerals, based on the principle of firing in a fluidized bed, are characterized by the fact that to create them it is necessary to use dust-free fluid air supplied by a fluid grate to the fluidized bed with increasing pressure, which leads to the hot dusty air from the clinker cooler is used directly, but the clean compressed air is partially preheated in a heat exchanger to which the hot air is supplied from the clinker cooler. This significantly reduces the thermal efficiency of the system and increases the complexity of the equipment, which leads to shocks in investment and operating costs and reduced equipment reliability. · *

Uvedené nedostatky jsou odstraněny stacionárním zařízením pro výpal slínkotvorných minerálů podle vynálezu, spočívající v tom, že slinování probíhá v bezprašném fluidním reaktoru s jedním nebo několika vstřícnými proudy horkého stlačeného vzduchu, přiváděného z chladiče slínku. Přitom hrubší částice jsou z fluidního reaktoru odváděny k chlazení, zatímco jemné částice ulétající z fluidní vrstvy jsou společně s čerstvým zkalcinovaným práškovým materiálem znovu zaváděny do fluidního reaktoru.Said drawbacks are eliminated by the stationary device for firing clinker-forming minerals according to the invention, in that the sintering takes place in a dust-free fluidized bed reactor with one or more incoming streams of hot compressed air supplied from a clinker cooler. In this case, the coarser particles are discharged from the fluidized bed reactor for cooling, while the fine particles flying out of the fluidized bed are re-introduced into the fluidized bed reactor together with the fresh calcined powder material.

K ochlazení slínku je použit stlačený chladicí vzduch, přičemž fáze dochlazování slínku muže probíhat ve vstřícných proudech chladicího vzduchu, s rychlostí 150 až 200 m.s \ čímž dochází k jeho zdrobnění. Ve fázi zdrobnování slínku lze přivádět další přísady, dotvářející chemicko-technologické vlastnosti konečného produktu.Compressed cooling air is used to cool the clinker, and the aftercooling phase of the clinker can take place in counter-current streams of cooling air, at a speed of 150 to 200 m.s., which results in its reduction. During the grinding phase of clinker, other additives can be introduced, completing the chemical-technological properties of the final product.

Na zařízení podle vynálezu lze například vyrábět z cementářské suroviny cement jako konečný produkt.In the device according to the invention, for example, cement can be produced from the cement raw material as the final product.

U tohoto zařízení lze pří výpalu slínkotvorných minerálů kromě běžných plynných, kapalných nebo pevných paliv s výhodou použít jako paliva v prostoru kalcinace nebo i slinováni i nízkovýhřevná pevná, kapalná nebo plynná paliva, přičemž potřebnou výši slinovací teploty lze dosáhnout obohacenim spalovacího vzduchu kyslíkem, přiváděným do slinovací flútlní vrstvy, nebo u jednoproudových agregátů výhodněji již do chladiče, jehož průchodem se přidávaný kyslík předehřeje již společně se spalovacím vzduchem.In this device, in addition to conventional gaseous, liquid or solid fuels, low-calorific solid, liquid or gaseous fuels can advantageously be used as fuels in the calcination space or sintering, and the required sintering temperature can be achieved by enriching the combustion air with oxygen supplied to sintering flute layers, or in the case of single-stream units, more preferably already in a cooler, through the passage of which the added oxygen is already preheated together with the combustion air.

Rovněž lze u tohoto zařízení využít jako paliva pro kalcinaci a slinování horký nízko▼ýhřevný plyn, vyrobený zplyněním méněhodnotných vysoce popelnatých paliv, například ve fluidních nebo jiných reaktorech. Nespalitelné zbytky z procesu zplynování těchto paliv mohou být podle potřeby zcela nebo částečně zaváděny do technologického procesu výpalu slínkových inerálu ve fázi kalcinace nebo slinování, nebo mohou být z tohoto procesu úplně odvedeny. V některých případech mohou být tyto nespalitelné zbytky přiváděny ke slínkovým minerálům ve fázi jejich zdrobnování, čímž se jednak dosáhnou požadované vlastnosti konečného produktu, jednak je řešena otázka likvidace těchto nespalitelných produktů, tedy i otázka znečiŠtování životního prostředí.Hot low calorific gas, produced by gasification of less valuable high-ash fuels, for example in fluidised bed or other reactors, can also be used as calcination and sintering fuels in this plant. The non-combustible residues from the gasification process of these fuels can be introduced, in whole or in part, into the clinker inert firing process during the calcination or sintering phase, as required, or they can be completely removed from this process. In some cases, these non-combustible residues can be fed to the clinker minerals during the comminution phase, thus achieving the desired properties of the final product, as well as addressing the issue of disposal of these non-combustible products, ie the issue of environmental pollution.

Zařízení k výrobě slínkových minerálů je podle vynálezu schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je zařízení v jednoproudovém uspořádání a na obr. 2 je zařízení v dvouproudovém uspořádání.According to the invention, an apparatus for the production of clinker minerals is schematically shown in the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows the device in a single-stream arrangement and FIG. 2 shows the device in a two-stream arrangement.

Jednoproudový předehřívač 1 práškového materiálu je na obr. 1 propojen s kalcinátorem 2 dvojicí kanálů 3 plynů a dvojicí skluzů 4 práškového materiálu. Do kalcinátoru 2 je zaústěn přívod 5 paliva. Kalcinátor 2 je dvojicí kanálů 3 plynu propojen s dvojicí vertikálních výstupních cyklonových stupňů 8, propojených dvojicí kanálu 9 spalin s bezšrotovým fluidním reaktorem 7 slinovacího agregátu 6. Do dvojice kanálů 9 spalin je zaústěna dvojice skluzů 4 práškového materiálu z kalcinátoru 2. Do bezroštového fluidního reaktoru 7 je v jeho spodní Části vstřícně zaústěna dvojice přívodů 10 horkého fluidního vzduchu, do níž je zaústěna dvojíce přívodů 5 paliva a dvojice skluzů 4 práškového materiálu z dvojice vertikálních výstupIn FIG. 1, the single-stream preheater 1 of powder material is connected to the calciner 2 by a pair of gas channels 3 and a pair of chutes 4 of powder material. The fuel supply 5 opens into the calciner 2. The calciner 2 is connected by a pair of gas ducts 3 to a pair of vertical outlet cyclone stages 8 connected by a pair of flue gas ducts 9 to the scrapless fluid reactor 7 of the sintering unit 6. 7, a pair of hot fluid air inlets 10 are openly open in its lower part, into which a pair of fuel inlets 5 and a pair of chutes 4 of powder material from a pair of vertical outlets open.

-2CS 268 297 Bl nich cyklonových stupňů 8. V nejspodnější čisti bezšrotového fluidního reaktoru 7 je napojena výpust 11 nadrozmčrných částic. Nad dvojicí přívodů 10 horkého fluidního vzduchu je na bezšrotový fluidní reaktor 7 napojena dvojice skluzů 13 slínku, propojená s dvojicí kanálů 14 vzduchu, jež propojuje chladič 15 s dvojicí horizontálních vstupních cyklonových stupňů 16, napojenou dvojicí přívodů 10 horkého fluidačního vzduchu na bezroštový fluidní reaktor 7 slinovacího agregátu 6.-2EN 268 297 B1 of cyclone stages 8. In the lowest purity of the scrapless fluidized bed reactor 7, an outlet 11 of oversized particles is connected. Above the pair of hot fluidized air inlets 10, a pair of clinker chutes 13 are connected to the scrapless fluid reactor 7, connected to a pair of air ducts 14 connecting the cooler 15 to a pair of horizontal inlet cyclone stages 16 connected to the grateless fluidized air inlets 10 to sintering unit 6.

Dvojice horizontálních vstupních cyklonových stupňů 16 je dvojicí skluzů 13 slínku propojena s chladičem 15, jenž je dvojicí skluzů 13 slínku a dvojicí kanálů 14 vzduchu propojen se vzduchovou mlýnicí 17, jež je opatřena dvojicí vstupů 18 stlačeného vzduchu, dvojicí přívodů 19 přísady a dvojicí výstupů 20 hotového^-' proiluktu.The pair of horizontal inlet cyclone stages 16 is connected by a pair of clinker chutes 13 to a cooler 15, which is connected by a pair of clinker chutes 13 and a pair of air ducts 14 to an air mill 17 provided with a pair of compressed air inlets 18, a pair of additive inlets 19 and a pair of outlets 20. finished ^- 'proiluktu.

Práákový materiál vstupuje do předehřívače 1 dvojicí vstupů 12 práškovélio materiálu, postupuje proti smíru proudční horkých plynů a po předehřátí je zaveden dvojicí skluzů 4 práškového materiálu do kalcinátoru 2, odkud je po zkalcinování zaveden dvojicí skluzů 4 práškového materiálu do dvojice kanálů 9 spalin, jimiž je zaveden do dvojice vertikálních výstupních cyklonových stupňů, odtud je dvojicí skluzů 4 práškového materiálu zaveden do dvojice přívodů 10 horkého fluidačního vzduchu, jimiž je spdečně s palivem, zavedeným do dvojice přívodů 10 horkého fluidačního vzduchu dvojicí přívodů 5 paliva dopraven do bezroštového fluidačního reaktoru 7, kde dochází k jeho slinování. Hrubší částice slínku jsou zavedeny dvojicí skluzů 13 slínku do dvojice kanálů 14 horkého vzduchu, vystupujících z chladiče 15 a jsou dále dopraveny do dvojice horizontálních vstupních cyklonových stupňů 16, odkud jsou dvojicí skluzu 13 slínku dopraveny do chladiče 15, odkud po ochlazení jsou dvojicí skluzů 13 slínku dopraveny do vzduchoproudové mlýnice 17, kde jsou zdrobnovány společné s přísadou, zavedenou do vzduchoproudové mlýnice 17 dvojicí přívodů 19 přísady. Po semletí odchází hotový produkt dvojicí výstupů 20 hotového produktu ze zařízení.The powder material enters the preheater 1 through a pair of powder material inlets 12, proceeds against the flow of hot gases and after preheating is introduced by a pair of powder material chutes 4 into the calciner 2, from where it is introduced by a pair of powder material chutes 4 into a pair of flue gas ducts 9 after calcination. introduced into a pair of vertical outlet cyclone stages, from where it is introduced by a pair of powder material chutes 4 into a pair of hot fluidizing air inlets 10, through which it is conveyed to a grateless fluidizing reactor 7 by a pair of hot fluidizing air inlets 10 by a pair of hot fluidizing air inlets. it is sintered. The coarser clinker particles are introduced by a pair of clinker chutes 13 into a pair of hot air ducts 14 exiting the cooler 15 and further conveyed to a pair of horizontal inlet cyclone stages 16, from where they are transported by a pair of clinker chutes 13 to a cooler 15. the clinkers are conveyed to an air jet mill 17, where they are crushed together with the additive introduced into the air jet mill 17 by a pair of additive inlets 19. After grinding, the finished product exits the device through a pair of finished product outlets 20.

Stlačený vzduch je do vzduchoproudové mlýnice 17 přiváděn dvojicí vstupů 18 stlačeného vzduchu, dále je veden dvojicí kanálů 14 vzduchu do chladiče 15, odkud je dvojicí kanálů 14 vzduchu veden do dvojice horizontálních vstupních cyklonových stupňů 16, odkud je dvojicí přívodů 10 horkého fluidačního vzduchu zaveden do bezroštového fluidního reaktoru 7, kde v důsledku spalování paliva a přítomnosti zkalcinovaného práškového materiálu dochází ke vzniku částic slínkových minerálů. Spaliny obsahující ještě dostatočné množství kyslíku pro následné spalování paliva v kalcinátoru 2 jsou z bezroštového fluidního reaktoru 7 odváděny společní s jemnými částicemi, ulctujícími z fluidní vrstvy dvojicí kanálů 9 spalin do dvojice vertikálních výstupních cyklonových stupňů, odkud dále postupují dvojicí kanálů 3 plynů do kalcinátoru 2, odkud jsou vedeny do předehřívače 1 a po odevzdání svého tepla práškovému materiálu jsou dvojicí kanálů 3 plynů odvedeny ze zařízení.Compressed air is supplied to the air jet mill 17 by a pair of compressed air inlets 18, further led by a pair of air ducts 14 to a cooler 15, from where it is led by a pair of air ducts 14 to a pair of horizontal inlet cyclone stages 16. grateless fluidized bed reactor 7, where due to the combustion of fuel and the presence of calcined powder material, clinker mineral particles are formed. The flue gas containing a sufficient amount of oxygen for the subsequent combustion of fuel in the calciner 2 is discharged from the grateless fluid reactor 7 together with fine particles adhering from the fluidized bed by a pair of flue gas ducts 9 to a pair of vertical cyclone outlet stages. , from where they are led to the preheater 1 and after transferring their heat to the powder material, they are discharged from the device by a pair of gas channels 3.

Toto provedení zařízení je vhodné zejména pro výpal slínkových minerálů při použití klasických paliv v běžné jaknti.This design of the device is particularly suitable for firing clinker minerals using conventional fuels in conventional quality.

Zařízení v dvouproudovém uspořádání, znázorněné na obr. 2, se liší od popsaného jednoproudového zařízení pouze tím, že vzduchová mlýnice 17, chladič 15 a předehřívač 1 jsou provedeny ve dvouproudovém uspořádání. Vzduchoproudové mlýnice 17 je opatřena dvěma dvojicemi vstupů 18 stlačeného vzduchu a dvěma dvojicemi vystupujících kanálů 14 vzduchu, napojenými na chladič 15. Chladič 15 je jednou dvojicí kanálů 14 vzduchu propojen známým způsobem se slinovacím agregátem 6, zatímco druhou dvojicí kanálů 14 vzduchu je propojen s kalcinátorem 2. Dvojice vertikálních výstupních cyklonových stupňů 8 slinovacího agregátu 6 je pak propojena dvojicí kanálů 3 plynu s dvouproudovým předehřívačem 1, do něhož je rovněž zaústěná druhá dvojice kanálů 3 plynu, propojující ho s kalcinátorem 2.The device in the two-stream arrangement shown in FIG. 2 differs from the described single-stream device only in that the air mill 17, the cooler 15 and the preheater 1 are designed in a two-stream arrangement. The air jet mill 17 is provided with two pairs of compressed air inlets 18 and two pairs of outlet air ducts 14 connected to a cooler 15. The cooler 15 is connected in a known manner to the sintering unit 6 in one known manner, while the other pair of air ducts 14 is connected to a calciner. 2. The pair of vertical output cyclone stages 8 of the sintering unit 6 is then connected by a pair of gas channels 3 to a two-stream preheater 1, into which also a second pair of gas channels 3 connecting to the calciner 2.

Na slinovací agregát 6 a kalcinátor 2 je prostřednictvím přívodů 5 paliva napojen zplynovací reaktor 21. Do dvojice přívodů 10 horkého fluidačního vzduchu je zaústěna dvojice přívodů 22 slínku.A gasification reactor 21 is connected to the sintering unit 6 and the calciner 2 by means of fuel inlets 5. A pair of clinker inlets 22 opens into a pair of hot fluidizing air inlets 10.

CS 268 297 Cl -3Punkc· zařízení v dvouproudovém uspořádání je obdobné jako u zařízení v jednoproudovém uspořádání. Průchod práškového materiálu je u obou provedení naprosto stejný.CS 268 297 Cl -3Punction · The device in a two-stream arrangement is similar to that of a device in a single-stream arrangement. The passage of the powder material is exactly the same in both embodiments.

Stlačený vzduch je přiváděn dvěma dvojicemi vstupů 18 stlačeného vzduchu do vzduhoprou— dové mlýnice 17 a následně do chladiče 15, odkud jeden proud ohřátého vzduchu je dvojicí kanálů 14 vzduchu zaváděn do slinovacího agregátu 6, zatímco druhý proud ohřátého vzduchu je dvojicí kanálů 14 vzduchu zaveden do kalcinátoru 2. Plyny ze slinovacího agregátu 6 a z kalcinátoru 2 jsou pak vedeny dvojicemi kanálů 3 plynů do předehřívaíe, odkud jsou po předání tepla práškovému materiálu odvedeny ze zařízení.Compressed air is supplied by two pairs of compressed air inlets 18 to an air mill 17 and subsequently to a cooler 15, from where one stream of heated air is introduced into a sintering unit 6 by a pair of air ducts 14, while the other stream of heated air is introduced into a pair of air ducts 14. of the calciner 2. The gases from the sintering unit 6 and from the calciner 2 are then led through pairs of gas channels 3 to the preheater, from where they are discharged from the device after heat transfer to the powder material.

Palivo, kterým je horký spalovací plyn xyrobený ve zplynovacím reaktoru 21, je do slinovacího agregátu 6 a kalcinátoru 2 dopraveno přívody 5 paliva. Vyšší spalovací teplota plynu ve slinovacím agregátu 6 se docílí obohacením horkého fluidačního vzduchu kyslíkem, dopraveným dvojicí přívodů 22 kyslíku do slinovacího agregátu 6.The fuel, by which the hot combustion gas is produced in the gasification reactor 21, is conveyed to the sintering unit 6 and the calciner 2 by fuel inlets 5. A higher combustion temperature of the gas in the sintering unit 6 is achieved by enriching the hot fluidizing air with oxygen, conveyed by a pair of oxygen inlets 22 to the sintering unit 6.

Zařízení podle vynálezu v dvouproudovém uspořádání je vhodné pro výpal slínkových minerálů při použití méněhodnotných paliv.The device according to the invention in a two-stream arrangement is suitable for firing clinker minerals using less valuable fuels.

U obou provedení zařízení podle vynálezu je možné s ohledem na chemicko-technologické vlastnosti zpracovávaných materiálů jako předehřívače a chladiče použít Šachtové, kombinované šachto-cyklonové nebo cyklonové předehřívače a chladiče, pro zpracování materiálů za vyšších teplot pak křížoproudé předehřívače a chladiče nebo cyklonové předehřívače, s nízkou stavební výškou.In both embodiments of the device according to the invention, it is possible to use shaft, combined shaft-cyclone or cyclone preheaters and coolers with regard to chemical-technological properties of processed materials as preheaters and coolers, cross-flow preheaters and coolers or cyclone preheaters for processing materials at higher temperatures. low construction height.

Předřazenou proudovou mlýnici lze podle požadovaného stupně zdrobnění a fyzikálních vlastností slínku volit jako jednostupnovou oběhovou nebo vícestupňovou mlýnici s otevřeným okruhem. U technologických procesů, kde není vyžadováno zdrobnování bezprostředně po výpalu, lze zařízení podle vynálezu budovat bez vzduchoproudových mlýnic, čímž se podstatně sníží nároky na výši tlaku vzduchu vstupujícího do zařízení.The upstream jet mill can be selected as a single-stage circulating or multi-stage open-circuit mill, depending on the required degree of crushing and the physical properties of the clinker. In technological processes where crushing is not required immediately after firing, the device according to the invention can be built without air jet mills, thus substantially reducing the demands on the amount of air pressure entering the device.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A stationary plant for firing clinker minerals in a single-stream or double-stream arrangement, consisting of a preheater, a calciner, a sintering unit and a clinker cooler, wherein in a single-stream arrangement the calciner is connected by a duct or pair of gas channels to the sintering unit and in a two-stream arrangement hot air ducts with a clinker cooler, characterized in that the sintering unit (6) provided with at least one fuel inlet (5), consisting of a gridless fluidized bed reactor (7) provided with at least one hot fluid air inlet (10) connected to at least one inlet a cyclone stage (16) connected by an air duct (14) and a clinker chute (13) with a condenser (15), wherein the grateless fluid reactor (7) is connected by at least one clinker chute (13) to at least one air duct (14) connecting the chiller / 15 / with a sintering unit / 6 /, the upper part of the grateless fluid reactor / 7 / being at least one m through a flue gas duct (9) into which a chute (4) of powder material is connected to at least one outlet cyclone stage (8) of the sintering unit (6), the outlet cyclone stage (8) being connected by a chute (4) of powder material to at least one inlet / 10 / of hot fluidizing air, or directly with a gridless fluidized bed reactor / 7 /.

2. A stationary device according to claim 1, characterized in that the cooler (15) is connected to the upstream air jet mill (17) by at least one air duct (14) and a clinker chute (13).

3. A stationary device according to claim 2, characterized in that at least one additive supply (19) opens into the air jet mill.

4. Stationary device according to items 1 to 3, characterized in that the sintering unit (6) is provided with at least one oxygen supply (22).

5. A stationary plant according to claim 4, characterized in that the fuel supply (5) of the sintering unit (6) and the calciner (2) is connected to a gasification reactor (21) of inferior fuels.